空间光学

空间光学 2008-10-16 14:18:33 咨询电话:010-51650488
  空间光学是在高层大气和大气外层空间,利用光学设备对空间和地球进行观测与研究的一个应用学科分支。

  具体来说,对地球观测,主要是利用仪器通过可见光和红外大气窗口探测并记录云层、大气、陆地和海洋的一些物理特征,从而研究它们的状况和变化规律。在民用上解决资源勘查(包括矿藏、农业、林业和渔业等)、气象、地理、测绘、地质的科学问题;在军事上为侦察、空间防御等服务。

 

  对空间(天体)观测和研究,主要是利用不同波段及不同类型的光学设备,接收来自天体的可见光、红外线、紫外线和软X射线,探测它们的存在,测定它们的位置,研究它们的结构,探索它们的运动和演化规律。例如,对太阳观测主要是研究太阳的结构、动力学过程、化学成分及太阳活动的长期变化和快速变化;对太阳系内的行星、彗星以及对银河系的恒星等天体的紫外线谱、反照率和散射的观测,确定它们的大气组成,从而建立其大气模型。

  从空间对地球和对天体进行观测时,摆脱了在地面进行观测时大气带来的种种限制,是科学上的一大进步。众所周知,地球周围存在着稠密的大气层,恰恰是这层大气,多年来限制着人们从地面和低空间对天空的观测和研究。

 

  太阳是强大的辐射体,它的辐射度最大值处于波长为0.47微米处,而辐射能的46%0.40.7微米可见光谱段。当太阳光经过大气层时,由于大气的种种作用,使它的能量衰减,投射到地面的太阳光的短波部分被截止在0.3微米处,X射线和γ射线就更难到达地面,在红外波段上,波长越长吸收越强。同时,即使在大气窗口可见光30007000埃和近红外几个波段的太阳光也还要受到大气的折射和湍流的影响,致使光学仪器的空间分辨率大大下降。

  从空间对地球和对天体进行观测时,摆脱了在地面进行观测时大气带来的种种限制,是科学上的一大进步。众所周知,地球周围存在着稠密的大气层,恰恰是这层大气,多年来限制着人们从地面和低空间对天空的观测和研究。沃威龙8国际娱乐手机客户端整理

  太阳是强大的辐射体,它的辐射度最大值处于波长为0.47微米处,而辐射能的46%0.40.7微米可见光谱段。当太阳光经过大气层时,由于大气的种种作用,使它的能量衰减,投射到地面的太阳光的短波部分被截止在0.3微米处,X射线和γ射线就更难到达地面,在红外波段上,波长越长吸收越强。同时,即使在大气窗口可见光30007000埃和近红外几个波段的太阳光也还要受到大气的折射和湍流的影响,致使光学仪器的空间分辨率大大下降。

 

  在空间对空观测和研究超越了大气层这个屏障,实现了可见光、红外线、紫外线、X射线和γ射线全电磁波段探测,提高了测量精度。例如,据估计美空间望远镜只有2.4米的口径,其分辨率比地面五米口径的海尔望远镜高十倍;此外,还可进行全天时的巡天观测。

 

  空间光学的历史如果从20世纪40年代发射探空火箭和发送气球算起,至今才不过五六十多年,然而它的发展是十分引人注目的。

 

  1946年利用V-2火箭发射摄谱仪探测了来自空间的紫外线;1957年苏联发射了第一颗人造卫星。人造卫星的发射标志着空间时代的到来。自此,空间光学开始了蓬勃发展的时期。

 

  60年代以后,美国相继发射持续对整个太阳观测的轨道太阳观测台(OSO)系列,苏联发射了一系列天文卫星,欧洲空间局也发射了特德-1A(TD-1A)卫星。不过它们所带有的光学设备大都工作在紫外和X射线波段。从60年代中期到70年代初,美国共发射了3个轨道天文台(OAO),其中OAO-3上装有一架口径91厘米的卡塞格伦式紫外望远镜,工作波段为10004000埃,空间分辨率为5角秒。1973年美国发射了载人天空实验室,上面的阿波罗望远镜装置是一组观测太阳的光学设备,它的发射使从空间对太阳的观测发展到一个新的阶段。

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